JPH0510614B2 - - Google Patents
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- JPH0510614B2 JPH0510614B2 JP57161943A JP16194382A JPH0510614B2 JP H0510614 B2 JPH0510614 B2 JP H0510614B2 JP 57161943 A JP57161943 A JP 57161943A JP 16194382 A JP16194382 A JP 16194382A JP H0510614 B2 JPH0510614 B2 JP H0510614B2
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- G02—OPTICS
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- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/11—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は特定波長について被写体の像を得るた
めの分光イメージング装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a spectral imaging device for obtaining an image of a subject at a specific wavelength.
前記分光イメージング装置は航空写真測量にお
ける地質等の分析や、織物の染色や印刷の分野で
原図の色の分析等に利用されている。 The spectroscopic imaging device is used for geological analysis in aerial photogrammetry, and color analysis of original drawings in the fields of textile dyeing and printing.
従来の分光イメージング装置は、極めて視野の
狭い光学系と被写体の間に振動または回転する反
射鏡を用いて反射鏡を振動または回転することに
よつて被写体を光学的に走査するように構成され
ている。前記走査により、光学系に入射した被写
体の一部からの光をプリズムで分光し、所望の波
長の光を別個の光電検出器で検出している。 Conventional spectroscopic imaging devices are configured to use a vibrating or rotating reflector between an optical system with an extremely narrow field of view and the subject, and optically scan the subject by vibrating or rotating the reflector. There is. Through the scanning, the light from a part of the object that has entered the optical system is separated by a prism, and light of a desired wavelength is detected by a separate photodetector.
前記光学検出器の出力信号からは前記反射鏡の
振動または回転に同期する走査によつて所望のス
ペクトルの光に対応する成分のみが取りだされ
る。そしてその成分から特定の波長の光による被
写体の像を再構成していた。 Only components corresponding to light of a desired spectrum are extracted from the output signal of the optical detector by scanning in synchronization with the vibration or rotation of the reflecting mirror. From these components, the image of the subject was reconstructed using light of a specific wavelength.
このような従来の分光イメージング装置は振動
または回転する反射鏡のような機械可動部が不可
欠であるから、装置を小型軽量化することが困難
であつた。 Since such conventional spectroscopic imaging devices require mechanically movable parts such as vibrating or rotating reflecting mirrors, it has been difficult to make the devices smaller and lighter.
また従来の分光イメージング装置では検出すべ
き波長を変えるために、プリズムの位置角度を変
更する必要があり、このために回転調整部を用意
する必要があつた。 Furthermore, in the conventional spectroscopic imaging apparatus, in order to change the wavelength to be detected, it is necessary to change the position angle of the prism, and for this purpose, it is necessary to prepare a rotation adjustment section.
本願発明者等は特願昭57−98211号として音響
光学フイルタを用いた分光イメージング装置を提
供している。本発明の目的は音響光学偏光素子を
用いて、前記素子に電圧を印加する発振器の周波
数の選択によつて所望の波長についての像が得ら
れるようにして、従来装置のような機械可動部を
必要としない分光イメージング装置を提供するこ
とにある。 The inventors of the present application have provided a spectral imaging device using an acousto-optic filter in Japanese Patent Application No. 57-98211. An object of the present invention is to use an acousto-optic polarizing element to obtain an image at a desired wavelength by selecting the frequency of an oscillator that applies voltage to the element, thereby eliminating the need for mechanically movable parts as in conventional devices. The object of the present invention is to provide a spectroscopic imaging device that does not require any.
前記目的を達成するために、本発明による音響
光学偏光素子を用いた分光イメージング装置は、
被測定像源に対して、第１のピンホール板、コリ
メータレンズ、音響光学偏光素子、集束レンズ、
第２のピンホール板、イメージインテンシフアイ
ヤがこの順で配置される各要素と前記音響光学偏
光素子の特性を制御する制御装置とを含み、前記
コリメータレンズは前記第１のピンホール板のピ
ンホールを透過した光を前記音響光学偏光素子の
入射面に入射させ、前記音響光学偏光素子は前記
入射光をブラツグ回折させ入射光の波長および前
記制御装置の駆動周波数に対応する角度で分散し
て出射し、前記集束レンズは前記出射光のうち一
定の偏光角で出射したものを前記第２のピンホー
ル板にピンホールに集束し、前記イメージインテ
ンシフアイヤは前記第２のピンホール板のピンホ
ールからの光を光電面に受けその像を増強するよ
うに構成されている。 In order to achieve the above object, a spectroscopic imaging device using an acousto-optic polarizing element according to the present invention has the following features:
For the image source to be measured, a first pinhole plate, a collimator lens, an acousto-optic polarizing element, a focusing lens,
A second pinhole plate, an image intensifier are arranged in this order, and a control device for controlling characteristics of the acousto-optic polarizing element, and the collimator lens is attached to a pin of the first pinhole plate. The light transmitted through the hole is made incident on the incident surface of the acousto-optic polarizer, and the acousto-optic polarizer performs Bragg diffraction on the incident light and disperses it at an angle corresponding to the wavelength of the incident light and the driving frequency of the control device. The focusing lens focuses the output light with a certain polarization angle onto a pinhole in the second pinhole plate, and the image intensifier focuses the output light at a certain polarization angle onto a pinhole in the second pinhole plate. It is configured to receive light from the hole on a photocathode and intensify its image.
前記構成によれば、本発明の目的は完全に達成
できる。 According to the above configuration, the object of the present invention can be completely achieved.
以下図面等を参照して本発明による、音響光学
偏光素子を用いた分光イメージング装置を詳細に
説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A spectroscopic imaging apparatus using an acousto-optic polarizing element according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings and the like.
第１図は本発明の分光イメージング装置の実施
例の概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of the spectroscopic imaging apparatus of the present invention.
第２図は前記第１図に示した分光イメージング
装置に用いる音響光学偏光素子の構造を説明する
ための縦断面構造図である。第１図に示したもの
と同一部分には同一の番号を付してある。 FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional structural diagram for explaining the structure of the acousto-optic polarizing element used in the spectroscopic imaging apparatus shown in FIG. 1. The same parts as shown in FIG. 1 are given the same numbers.
暗箱１の外壁の一部にピンホール２が設けられ
ている。ピンホール２が設けられている暗箱１の
外壁が第１のピンホール板を形成している。 A pinhole 2 is provided in a part of the outer wall of the dark box 1. The outer wall of the dark box 1 in which the pinhole 2 is provided forms a first pinhole plate.
本発明による分光イメージング装置を使用する
ときは、このピンホール２が被写体１４からの光
を受け入れるように配置され暗箱１内には、第１
のピンホール板に対して、コリメータレンズ５、
音響光学偏光素子６、集束レンズ７、第２のピン
ホール板、イメージインテンシフアイヤ８がこの
順に配置されている。 When using the spectroscopic imaging apparatus according to the present invention, this pinhole 2 is arranged so as to receive light from the subject 14, and a first
With respect to the pinhole plate, the collimator lens 5,
An acousto-optic polarizing element 6, a focusing lens 7, a second pinhole plate, and an image intensifier 8 are arranged in this order.
コリメータレンズ５の前側焦点は第１のピンホ
ール板のピンホール２に一致させられている。 The front focal point of the collimator lens 5 is aligned with the pinhole 2 of the first pinhole plate.
したがつてコリメータレンズ５はピンホール２
を通して入射する被写体からの光を平行光として
音響光学偏光素子６に入射させる。音響光学偏光
素子６は前記コリメータレンズ５からの平行光を
入射光の波長に対応する角度に回折すると共に制
御装置１１の駆動周波数に対応する偏向角で出射
する。集束レンズ７は、その光軸がコリメータレ
ンズ５の光軸と所定の角度で交叉している。集束
レンズ７とイメージインテンシフアイヤ８との間
で集束レンズ７の後側焦点にピンホール３を持つ
遮蔽壁４が設けられている。この遮蔽壁４が第２
のピンホール板を形成している。イメージインテ
ンシフアイヤ８を内蔵する部屋の外壁の一部分は
イメージインテンシフアイヤ８のスクリーン１０
を外側から観察し得るように窓が設けられてい
る。 Therefore, the collimator lens 5 is the pinhole 2
The light from the object that enters through the acousto-optic polarizing element 6 is made into parallel light. The acousto-optic polarizing element 6 diffracts the parallel light from the collimator lens 5 at an angle corresponding to the wavelength of the incident light and emits it at a deflection angle corresponding to the driving frequency of the control device 11. The optical axis of the focusing lens 7 intersects the optical axis of the collimator lens 5 at a predetermined angle. A shielding wall 4 having a pinhole 3 at the rear focal point of the focusing lens 7 is provided between the focusing lens 7 and the image intensifier 8. This shielding wall 4 is the second
It forms a pinhole plate. A portion of the outer wall of the room containing the image intensifier 8 is the screen 10 of the image intensifier 8.
A window is provided to allow viewing from the outside.
前記音響光学偏光素子６からの前記所定の角度
と同じ角度に偏光した出射光は音響光学偏光素子
６を構成する結晶の物理定数と形状定数および結
晶に加える音波の周波数によつて決る特定の波長
の単色光となつている。 The emitted light polarized at the same angle as the predetermined angle from the acousto-optic polarizer 6 has a specific wavelength determined by the physical constants and shape constants of the crystal constituting the acousto-optic polarizer 6 and the frequency of the sound wave applied to the crystal. The light is monochromatic.
前記所定の角度に光を分散して特定の波長を得
るためには、音響光学偏光素子６を形成する結晶
が一定の条件を満たしていなければならない。 In order to obtain a specific wavelength by dispersing the light at the predetermined angle, the crystal forming the acousto-optic polarizing element 6 must satisfy certain conditions.
次に第２図を参照して音響光学偏光素子の一例
を詳しく説明する。結晶の材質は２酸化テルル
（TeO2）である。 Next, an example of an acousto-optic polarizing element will be described in detail with reference to FIG. The material of the crystal is tellurium dioxide (TeO 2 ).
光Ｌが入射する面６３および出射する面は、２
酸化テルルの結晶の〔110〕軸より42゜傾いている
（すなわち第２図においてθi＝42゜である）。 The surface 63 on which the light L enters and the surface from which the light L exits are 2.
It is inclined at 42 degrees from the [110] axis of the tellurium oxide crystal (that is, θi = 42 degrees in Fig. 2).
対応する側面６５と６６は結晶〔001〕軸より
6゜傾いている（すなわち第２図においてα＝6゜で
ある）。かつ前記４つの面は、いずれも結晶の
〔１10〕軸を含む面である。 Corresponding sides 65 and 66 are from the crystal [001] axis
It is tilted by 6 degrees (that is, α = 6 degrees in Figure 2). All of the four planes include the [110] axis of the crystal.
側面６６にトランスジユーサ６１が取り付けて
ある。側面６５に音響波の吸収体６２が取り付け
てある。トランスジユーサ６１は結晶の〔１10〕
軸方向に振動する横波で45〜105MHzの範囲にあ
る任意の周波数の音響波を発生する。前記音響波
は可制御発振器１２から供給される前記周波数の
範囲のある電圧波によつて駆動される。 A transducer 61 is attached to the side surface 66. An acoustic wave absorber 62 is attached to the side surface 65. The transducer 61 is a crystal [110]
It generates acoustic waves of any frequency in the range of 45 to 105 MHz with transverse waves that vibrate in the axial direction. The acoustic wave is driven by a voltage wave in the frequency range provided by a controllable oscillator 12.
前述のような光学結晶の面６３に垂直に入射し
た光は上記音響波の周波数に対応する波長異常光
成分は結晶に入射して音響波によつて異方性ブラ
ツグ回折を起す。そして異方性ブラツグ回折によ
り偏光面が90゜回転し、常光線となる。 As for the light incident perpendicularly to the surface 63 of the optical crystal as described above, the anomalous wavelength light component corresponding to the frequency of the acoustic wave enters the crystal and causes anisotropic Bragg diffraction due to the acoustic wave. Then, due to anisotropic Bragg diffraction, the plane of polarization is rotated by 90° and becomes an ordinary ray.
駆動周波数ｆ（ＭHz）とし、集束レンズ７の光
軸とコリメータレンズ５の光軸とがなす角をθ
（rad）とすると波長λ（μm）＝6.16×104（ｍ／
sec）×θ（rad）／ｆ（ＭHz）の光が第２ピンホー
ル板４のピンホール３に集束して通過する。集束
レンズ７の光軸とコリメータレンズ５の光軸のな
す角が3.7゜であるとき駆動音響周波数と第２ピン
ホール板４を通過する光の波長の関係を第３図に
示す。 The driving frequency is f (MHz), and the angle between the optical axis of the focusing lens 7 and the optical axis of the collimator lens 5 is θ.
(rad), wavelength λ (μm) = 6.16×10 4 (m/
sec)×θ(rad)/f(MHz) is focused on the pinhole 3 of the second pinhole plate 4 and passes through. FIG. 3 shows the relationship between the driving acoustic frequency and the wavelength of light passing through the second pinhole plate 4 when the angle formed by the optical axis of the focusing lens 7 and the optical axis of the collimator lens 5 is 3.7°.
なお音響光学偏光素子６に入射した他の波長の
光は第２ピンホール板４をはじめとする暗箱１の
内壁で吸収され消滅する。 Note that light of other wavelengths incident on the acousto-optic polarizing element 6 is absorbed by the inner wall of the dark box 1 including the second pinhole plate 4 and disappears.
イメージインテンシフアイヤ８の光電面９は第
２のピンホール３に対向しているから特定波長の
被写体像が投影される。光電面９に投影された特
定波長の被写体像は数千倍の光強度に増強され
て、イメージインテンシフアイヤ８の螢光面１０
に現れる。 Since the photocathode 9 of the image intensifier 8 faces the second pinhole 3, a subject image of a specific wavelength is projected. The object image of a specific wavelength projected onto the photocathode 9 is intensified to a light intensity several thousand times, and then transmitted to the fluorescent surface 10 of the image intensifier 8.
appears in
次に前記音響光学偏光素子の特性を制御する制
御装置および関連する表示装置について説明す
る。波長制御器１１に所望の波長を手動で入力す
ると上記波長に対応する電圧が周波数可変発振器
１２に送出される。周波数可変発振器１２には波
長制御器１１から入力された電圧を出力波の指示
信号として、対応する周波数の電圧波をトランス
ジユーサ６１へ送出する。波長制御器１１は手動
で入力した信号を適当な方式の信号に変換し、波
長表示装置１３に送出する。波長表示装置１３
は、数字またはメータ指示によつて観測者にイメ
ージインテンシフアイヤ８の螢光面１０に現れた
像が被写体からの光のうちどんな波長による像で
あるかを表示する。波長制御器１１は、２つの波
長を手動で入力し、その２つの波長の間を自動的
に掃引するような出力電圧を送出するものであつ
てよい。以上説明したように本発明による分光イ
メージング装置は音響光学偏光素子を用いてその
特性を電気的に制御することにより、被写体から
の特定の波長によつて形成される像を容易に得る
ことができる。 Next, a control device for controlling the characteristics of the acousto-optic polarizing element and a related display device will be explained. When a desired wavelength is manually input to the wavelength controller 11, a voltage corresponding to the wavelength is sent to the variable frequency oscillator 12. The variable frequency oscillator 12 uses the voltage input from the wavelength controller 11 as an output wave instruction signal, and sends out a voltage wave of a corresponding frequency to the transducer 61. The wavelength controller 11 converts a manually input signal into a signal of an appropriate format and sends it to the wavelength display device 13. Wavelength display device 13
displays to the observer by numbers or meter indications the wavelength of the image appearing on the fluorescent surface 10 of the image intensifier 8 among the light from the subject. The wavelength controller 11 may be such that two wavelengths are manually input and an output voltage that automatically sweeps between the two wavelengths is delivered. As explained above, the spectral imaging device according to the present invention can easily obtain an image formed by a specific wavelength from a subject by using an acousto-optic polarizing element and electrically controlling its characteristics. .
従来装置のように反射鏡やプリズムは不用とな
り、機械的な可動部分のない小型軽量な分光イメ
ージング装置を提供することができる。 This eliminates the need for reflective mirrors and prisms as in conventional devices, making it possible to provide a compact and lightweight spectral imaging device with no mechanically moving parts.
電気的制御によつて特定の波長のイメージを選
択できるから多数の波長について自動的に、また
は所定のプログラムに従つて順次的に観測するこ
とも容易となる。 Since images of specific wavelengths can be selected by electrical control, it becomes easy to observe a large number of wavelengths automatically or sequentially according to a predetermined program.
第１図は本発明の分光イメージング装置の実施
例を説名明するための概略構成図である。第２図
は前記第１図に示した分光イメージング装置に用
いる音響光学偏光素子の構造を説明するための縦
断面構造図、第３図は音響光学偏光素子の特性を
説明するためのグラフである。
１……暗箱、２……（第１）ピンホール、３…
…（第２）ピンホール、４……遮蔽壁、５……コ
リメータレンズ、６……音響光学偏光素子、６１
……音響トランスジユーサ、６２……音響波の吸
収体、７……集束レンズ、８……イメージインテ
ンシフアイヤ、９……イメージインテンシフアイ
ヤの光電面、１０……イメージインテンシフアイ
ヤのスクリーン、１１……波長制御器、１２……
可変発振器、１３……波長表示装置。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram for explaining an embodiment of the spectroscopic imaging apparatus of the present invention. FIG. 2 is a vertical cross-sectional structural diagram for explaining the structure of the acousto-optic polarizer used in the spectroscopic imaging device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a graph for explaining the characteristics of the acousto-optic polarizer. . 1...Dark box, 2...(1st) pinhole, 3...
... (Second) pinhole, 4 ... Shielding wall, 5 ... Collimator lens, 6 ... Acousto-optic polarizing element, 61
...Acoustic transducer, 62...Acoustic wave absorber, 7...Focusing lens, 8...Image intensifier, 9...Photocathode of image intensifier, 10...Screen of image intensifier , 11... Wavelength controller, 12...
Variable oscillator, 13...wavelength display device.
Claims (1)
コリメータレンズ、音響光学偏向素子、集束レン
ズ、第２のピンホール板、イメージインテンシフ
アイヤがこの順で配置される各要素と前記音響光
学偏光素子の特性を制御する制御装置とを含み、
前記コリメータレンズは前記第１のピンホール板
のピンホールを透過した光を前記音響光学偏光素
子の入射面に入射させ、前記音響光学偏光素子は
前記入射光をブラツグ回折させ入射光の波長およ
び前記制御装置の駆動周波数に対応する角度で分
散して出射し、前記集束レンズは前記出射光のう
ち一定の偏光角で出射したものを前記第２のピン
ホール板のピンホールに集束し、前記イメージイ
ンテンシフアイヤは前記第２のピンホール板のピ
ンホールからの光を光電面に受けその像を増強す
るように構成した音響光学偏光素子を用いた分光
イメージング装置。 ２ 前記音響光学偏光素子は２酸化テルル結晶で
ある特許請求の範囲の範囲第１項記載の音響光学
偏光素子を用いた分光イメージング装置。[Claims] 1. With respect to the image source to be measured, a first pinhole plate,
A collimator lens, an acousto-optic deflection element, a focusing lens, a second pinhole plate, and an image intensifier are arranged in this order, and a control device for controlling the characteristics of the acousto-optic polarization element,
The collimator lens causes the light transmitted through the pinhole of the first pinhole plate to be incident on the incident surface of the acousto-optic polarizing element, and the acousto-optic polarizing element performs Bragg diffraction on the incident light to change the wavelength of the incident light and the acousto-optic polarizing element. The light is dispersed and emitted at an angle corresponding to the driving frequency of the control device, and the focusing lens focuses the emitted light at a certain polarization angle onto the pinhole of the second pinhole plate, so that the image The intensifier is a spectral imaging device using an acousto-optic polarizing element configured to receive light from a pinhole in the second pinhole plate on a photocathode and intensify its image. 2. A spectral imaging apparatus using an acousto-optic polarizing element according to claim 1, wherein the acousto-optic polarizing element is a tellurium dioxide crystal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16194382A JPS5951314A (en) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | Spectroscopic imaging apparatus using acousto-optical deflecting element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16194382A JPS5951314A (en) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | Spectroscopic imaging apparatus using acousto-optical deflecting element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5951314A JPS5951314A (en) | 1984-03-24 |
| JPH0510614B2 true JPH0510614B2 (en) | 1993-02-10 |
Family
ID=15744984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16194382A Granted JPS5951314A (en) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | Spectroscopic imaging apparatus using acousto-optical deflecting element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5951314A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6159423A (en) * | 1984-08-31 | 1986-03-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Acoustooptic filter |
| JPS62123526U (en) * | 1986-01-29 | 1987-08-05 | ||
| JPS62277993A (en) * | 1986-05-26 | 1987-12-02 | ジューキ株式会社 | Sewing machine fabric edge detection device |
| JP2826280B2 (en) * | 1995-03-28 | 1998-11-18 | 株式会社生体光情報研究所 | Spectral image receiving device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS637370A (en) * | 1986-06-27 | 1988-01-13 | Hitachi Chem Co Ltd | Method for coating columnar or cylindrical substrate with film by cvd |
-
1982
- 1982-09-17 JP JP16194382A patent/JPS5951314A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS637370A (en) * | 1986-06-27 | 1988-01-13 | Hitachi Chem Co Ltd | Method for coating columnar or cylindrical substrate with film by cvd |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5951314A (en) | 1984-03-24 |
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